C语言 snprintf()函数-马育民老师

# 介绍

`snprintf` 是 C 标准库（`<stdio.h>`）中**安全的格式化字符串写入函数**，核心是通过限制最大写入长度防止缓冲区溢出，是 `sprintf` 的安全替代。

# 函数原型
```c
#include <stdio.h>
int snprintf(char *restrict str, size_t size, const char *restrict format, ...);
```

##### 参数说明
- **str**：目标字符缓冲区，用于存放格式化后的字符串。
- **size**：缓冲区总大小（**包含末尾 `\0` 终止符**）。函数最多写入 `size-1` 个有效字符，最后自动补 `\0`。
- **format**：格式化字符串（与 `printf` 一致，如 `%d`、`%s`、`%f` 等）。
- **...**：可变参数列表，对应 `format` 中的占位符。

##### 返回值

- **成功**：返回**本该写入的字符总数（不含末尾 `\0`）**，无论是否被截断。
- **失败**：返回**负数**（如格式化错误、编码异常）。

# 使用说明

- 当格式化后内容长度 < `size`：完整写入，末尾补 `\0`。
- 当格式化后内容长度 ≥ `size`：**自动截断**，只写入前 `size-1` 个字符，末尾强制补 `\0`，保证字符串合法。
- 若 `size = 0`：不写入任何内容，`str` 可为 `NULL`。

### 示例代码
```c
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char buf[10]; // 缓冲区大小 10
    int ret;

// 场景1：内容未超出缓冲区
    ret = snprintf(buf, sizeof(buf), "num: %d", 123);
    printf("buf: %s | ret: %d | strlen: %zu\n", buf, ret, strlen(buf));
    // 输出：buf: num: 123 | ret: 6 | strlen: 6

// 场景2：内容超出缓冲区（自动截断）
    ret = snprintf(buf, sizeof(buf), "long: %s", "abcdefghijklmn");
    printf("buf: %s | ret: %d | strlen: %zu\n", buf, ret, strlen(buf));
    // 输出：buf: long: abc | ret: 15 | strlen: 9

// 场景3：根据返回值动态分配足够空间
    const char *long_str = "this is a very long string";
    ret = snprintf(NULL, 0, "%s", long_str); // 先获取所需长度
    if (ret >= 0) {
        char *dyn_buf = malloc(ret + 1);
        if (dyn_buf) {
            snprintf(dyn_buf, ret + 1, "%s", long_str);
            printf("dyn_buf: %s\n", dyn_buf);
            free(dyn_buf);
        }
    }

return 0;
}
```

# 与 sprintf 的关键区别

| 特性 | `snprintf` | `sprintf` |
|:--- |:--- |:--- |
| **安全性** | 安全，限制长度，防溢出 | 不安全，无长度检查，易溢出 |
| **返回值** | 本该写入的字符数（不含 `\0`） | 实际写入的字符数（不含 `\0`） |
| **截断** | 自动截断并补 `\0` | 不截断，直接溢出 |
| **标准** | C99 标准 | C89/C99 均支持 |

# 注意

1. **固定缓冲区安全写入**：优先用 `snprintf` 替代 `sprintf`，传入 `sizeof(buf)` 作为 `size`。
2. **动态分配足够空间**：先用 `snprintf(NULL, 0, ...)` 获取所需长度，再 `malloc` 分配，避免截断。
3. **判断是否截断**：若返回值 `ret >= (int)size`，说明内容被截断。
4. **避免重叠内存**：`str` 与源字符串/参数内存重叠时，行为未定义。

# % 格式说明符
`%` 是**格式化占位符**，用来告诉 `snprintf` 把变量按什么格式写入字符串。我直接给你**最常用、最实用、开发必背**的全套说明符，配例子，一看就会。

### 1. 整数类型
| 说明符 | 作用 | 示例 |
|--------|------|------|
| `%d` / `%i` | 十进制 **int** 整数 | `snprintf(s, len, "%d", 123);` → `"123"` |
| `%u` | 无符号十进制整数 | `%u` → 只显示正数 |
| `%x` | 小写十六进制 | `%x` → `1a` |
| `%X` | 大写十六进制 | `%X` → `1A` |
| `%o` | 八进制 | `%o` → `32` |

### 2. 长整数 / 64位整数
| 说明符 | 作用 |
|--------|------|
| `%ld` | long 整数 |
| `%lld` | long long 整数（64位） |
| `%lu` | unsigned long |
| `%llu` | unsigned long long |

### 3. 字符与字符串
| 说明符 | 作用 | 示例 |
|--------|------|------|
| `%c` | 单个字符 | `%c` → `'A'` |
| `%s` | 字符串 | `%s` → `"hello"` |

### 4. 浮点数
| 说明符 | 作用 |
|--------|------|
| `%f` | float / double 浮点数 |
| `%.2f` | 保留 **2位小数**（最常用） |
| `%e` | 科学计数法（小写） |
| `%E` | 科学计数法（大写） |

### 5. 指针地址
| 说明符 | 作用 |
|--------|------|
| `%p` | 打印变量/指针的内存地址 |

---

## 高级格式控制

### 1. 固定宽度、补零
- `%5d`：占 **5个字符宽度**，不足补空格
- `%05d`：占 **5个字符宽度**，不足补 **0**

例子：
```c
snprintf(buf, 10, "%05d", 12);
// 结果：00012
```

### 2. 保留小数位数
```c
snprintf(buf, 20, "%.2f", 3.14159);
// 结果：3.14
```

### 3. 左右对齐
- `%-5d`：**左对齐**（默认右对齐）

---

## 例子
```c
#include <stdio.h>

int main() {
    char buf[100];

// 整数
    snprintf(buf, sizeof(buf), "整数：%d", 100);
    printf("%s\n", buf);  // 整数：100

// 十六进制
    snprintf(buf, sizeof(buf), "十六进制：%X", 26);
    printf("%s\n", buf);  // 十六进制：1A

// 字符串 + 字符
    snprintf(buf, sizeof(buf), "姓名：%s，等级：%c", "小明", 'A');
    printf("%s\n", buf);  // 姓名：小明，等级：A

// 浮点数（保留2位）
    snprintf(buf, sizeof(buf), "价格：%.2f", 19.99);
    printf("%s\n", buf);  // 价格：19.99

// 固定宽度补0
    snprintf(buf, sizeof(buf), "编号：%04d", 8);
    printf("%s\n", buf);  // 编号：0008

return 0;
}
```

原文出处：https://malaoshi.top/show_1GW32tWkm7nM.html